《中国蔬菜》2012·22学术论文导读

辣椒素类物质生物合成途径及其相关基因研究进展 吴智明等（仲恺农业工程学院园艺园林学院,广东广州510225;华南农业大学园艺学院,广东广州510642）—《中国蔬菜》2012（22）辣椒素类物质是辣椒果实胎座中产生的特异辣味代谢产物的总称。辣椒素类物质在辣椒果实中的生物合成主要有两条途径：以苯丙氨酸为前体的苯丙烷途径和以缬氨酸或亮氨酸为前体的支链脂肪酸     

辣椒素类物质生物合成途径及其相关基因研究进展

辣椒素类物质是辣椒果实胎座中产生的特异辣味代谢产物的总称。辣椒素类物质在辣椒果实中的生物合成主要有两条途径：以苯丙氨酸为前体的苯丙烷途径和以缬氨酸或亮氨酸为前体的支链脂肪酸途径。本文综述了近年来国内外学者在辣椒素类物质生物合成过程中的主要酶类基因的克隆、基因表达调控机制研究方面取得的最新进展。     

辣椒的辣味遗传控制与辣椒素生物合成研究进展

 辣椒的辣味源于其果实胎座中合成的辣椒素和二氢辣椒素等生物碱类物质。就辣椒辣味的 遗传特征,影响因素,辣椒素类物质生物合成途径及相关基因进化,辣味性状QTL 定位,Pun1 和pAMT 基因分子标记辅助选择进行了综述。     

辣椒素类物质的代谢生理研究现状

综述了辣椒素类物质的结构、性质与生理作用、在辣椒果实中的合成位点、合成途径、分布及辣椒素类物质的积累特点与影响因素     

辣椒果实类胡萝卜素研究进展

辣椒成熟果实中类胡萝卜素的种类及主要类胡萝卜素的含量决定了辣椒成熟果实的颜色。本文综述了近年来国内外学者在辣椒果实类胡萝卜素研究方面取得的进展,阐述了辣椒果实类胡萝卜素类物质的生物合成途径,辣椒果实颜色遗传规律,以及生物合成途径中主要酶类的研究进展。     

华南农业大学园艺学院在辣椒素类物质生物合成领域取得新进展

正辣椒(Capsicum annuum L.)是我国重要的蔬菜和调料作物,2019年我国辣椒种植面积达200万hm2(3 000万亩),产量超过4 000万t,辣椒及其相关制品年产值近900亿。辣椒素及其类似物简称辣椒素类物质,是辣椒属植物特有的一类次生代谢产物,赋予辣椒果实辣味,帮助其抵抗哺乳动物和病原菌危害果实和种子。辣椒素类物质同时在医药、化工、食品和军事等领域具有重要的经济和应用价值,每千克纯辣椒素(类物质)价值高达数万元。     

复合型肥料对辣椒素及其相关次生代谢物质积累的影响与相关分析

为研究辣椒果实中辣椒素及其次生代谢物质的合成积累与相关关系,以‘L024’为试材,在盆栽条件下,研究了5个复合型肥料处理对辣椒果实中辣椒素与木质素、总酚、类黄酮等相关次生代谢物质合成积累的影响及果实发育期中这几种相关次生代谢物质的相关关系。结果表明,施用1/3有机肥+1/3无机复合肥+1/3生物复合肥的辣椒中辣椒素及其相关次生代谢物质(木质素、总酚、类黄酮)含量均为最高,并与其他肥料处理之间差异达到极显著水平;辣椒素类物质和木质素之间呈极显著正相关,木质素和类黄酮之间呈显著正相关。在辣椒生长发育阶段施用复合型肥料有利于辣椒素与木质素、总酚、类黄酮合成途径中共同前体物的生成,进而促进辣椒素及其相关次生代谢物的合成,其中配施复合型肥料最有利于辣椒素及其相关次生代谢物的合成积累。     

辣椒素生物合成相关基因研究进展

辣椒素是一种仅在辣椒属植物中合成的十分重要的次生代谢产物,其生物合成受遗传和环境的双重影响。辣椒中辣椒素含量的高低决定辣度的大小。辣椒素类物质是由香草基胺与C9-C11支链脂肪酸合成,前者来源苯丙氨基酸途径,后者来源于缬氨酸或亮氨酸。参与辣椒素合成途径中目前已知的酶有:苯丙氨酸裂解酶(PAL)、肉桂酸水解酶(Ca4H)、对香豆酸水解酶(C3H)、咖啡酸转甲氧基酶(COMT)、氨基转移酶(pAMT)、支链氨基酸转移酶(BCAT)、β-酮脂酰-ACP合酶(KAS)、酰基运载蛋白(ACL)、酰基-ACP-硫酯酶(FAT)、去饱和酶、酰基CoA合成酶(ACS)和辣椒素合成酶(capsaicin synthase,CS)等。目前,参与辣椒素类物质生物合成的PAL、Ca4H、COMT、pAMT、KAS、ACL、FAT、ACS和CS基因已经克隆出来,相应功能也做了初步的研究。综述了辣椒素生物合成相关基因的克隆和特性研究的最新进展,并探讨了辣椒素基因研究存在的问题和今后研究的方向。     

辣椒素类物质代谢生理研究进展

本文对辣椒素类物质的生理作用、结构与性质,辣椒素在辣椒果实中的合成途径、分布及积累特点,以及通过细胞组织培养研究和生产辣椒素进行了讨论。     

基于转录组denovo拼接鉴定辣椒(Capsicum frutescens)中辣椒素生物合成相关基因

辣椒素是由辣椒果实产生的一组化合物,被广泛应用于许多领域,尤其是医药行业。辣椒素生物合成途径还没有被清楚地确定。为了解更多辣椒素生物合成的知识,我们对辣椒(Capsicum frutescens L.)胎座和果皮的混合材料进行了转录组测序。并使用不同的拼接软件对各拼接参数的影响进行了评估,最终获得了转录组数据de novo拼接的最佳策略之一。我们利用Trinity软件得到共54 045条高质量unigenes(转录物)。约92.65%的unigenes与马铃薯、番茄和辣椒(C.annuum)ESTs数据库公共蛋白序列和基因组有相似性。我们预测到了3个新的结构基因(DHAD,TD,PAT),填补了由Mazourek提出的辣椒素分子合成途径中的空缺,并且以KEGG(京东基因与基因组百科全书)分析为基础,鉴定到了参与辣椒素生物合成新的候选基因。大量的SSR(简单重复序列)和SNP(单核苷酸多态性)标记在C.frutescens和C.annuum序列中被预测到,这些标记可在识别辣椒群体多态性方面提供帮助。这些数据将为辣椒素生物合成途径及相关研究提供新的思路。此外,我们的转录组de novo拼接策略也可用于其他大量类似研究中。     

辣椒素类物质的测定、提取及应用研究进展

本文介绍了辣椒果实中辣椒素类物质的化学组成与结构,综述了国内外在辣椒素类物质的测定、提取及应用方面的研究情况。     

辣椒Pun1位点对辣椒素酯类物质合成的控制

辣椒由于含有生物碱化合物辣椒素和辣椒素类物质(capsaicinoids)而具有独特的辣味。虽然辣椒素类物质已被证实对人体健康有药理和生理作用,但由于具有辛辣味,使得辣椒素类物质的应用受到限制。在无辣味的辣椒中发现的辣椒素酯类物质(capsinoids)与辣椒素类物质具有非常相近的结构和相似的生物效应。以前的研究表明,p-AMT基因突变与辣椒素酯类物质的产生相关,然而,辣椒素酯类物质的合成途径尚未被完全阐明。在本研究中,我们对F6重组自交系群体进行了遗传分析,以确定辣椒素酯类物质的合成机制。在这个群体中,辣椒素酯类物质的产生与否表现出了与具有Pun1位点的基因型植株的共分离。此外,我们筛选了辣椒素酯类物质的合成模式,以及在p-AMT突变系中Pun1位点与辣椒素酯类物质合成的相关性。在辣椒种质中,我们筛选到p-AMT基因中PLP结合结构域中的氨基酸取代突变体。隐性pun1基因存在时不合成辣椒素酯类物质,同时还发现p-AMT突变型和辣椒素酯类物质的含量之间并无关系。由此认为Pun1基因不仅负责辣椒素类物质合成,同时也控制着辣椒素酯类物质的合成。     

辣椒素类物质生物合成及其分子生物学机理研究进展

系统地介绍了辣椒素类物质生物合成的器官,辣椒素类物质的种类及其积累运输,影响辣椒素类物质生物合成的因素,其合成的结构基因及调控基因等。     

印度辣椒基因型生化物质含量评价

辣椒(C.annuum L)是能提取辣椒素的唯一原料。辣椒素是一种生物碱类物质，具有健胃、刺激消化的作用，在人民的日常饮食生活中已成为重要内容。辣椒素除可以用来治疗风湿病外，还有其它不少医药性质。另外青椒富含Vc，有很高的营养价值。辣椒果实的颜色由类胡萝卜素的含量决定，而类胡萝卜     

辣椒碱的制取、纯化及应用研究

本文介绍了辣椒果实中辣椒素类物质的化学组成、结构和理化性质,综述了近年来国内外辣椒碱的提取、纯化、定量检测方法以及用途。     

分子标记辅助选择在含辣椒素酯的辣椒新品种选育中的应用

辣椒素酯类物质是辣椒果实中低辣味的辣椒素类似物。其生物活性与辣椒素类物质相似,有抑制脂肪积累和抗氧化等特性。由于辣椒素酯类物质的辣味低,与辣椒素相比更易于制作食品添加剂。但是辣椒素酯类物质有水不稳定和热不稳定性,其含量随果实的成熟而逐渐降低。所以,含有辣椒素酯的果实适合在成熟之前鲜食。以前的遗传研究表明p-AMT和Pun1两个基因控制辣椒素酯的合成,这两个基因分别表示为A、B。基因型为aa BB和aa Bb的植株果实中含辣椒素酯,辣味较低。本研究在杂交育种中利用p-AMT和Pun1基因的DNA标记选育了一个含有辣椒素酯类物质的辣椒新品种。Murasaki(AAbb)和CH-19 Sweet(aa BB)杂交后代的基因型都用DNA标记进行了鉴定。p-AMT基因型利用d CAPS标记鉴定,Pun1基因型用SCAR标记鉴定。分析杂交后代的基因型,筛选出基因型aa BB或者aa Bb的植株并培育出了一个新品种Maru Salad。Maru Salad果实的辣椒素酯含量为700μg/g DW。同时Maru Salad的果实比CH-19 Sweet大,而且适合鲜食。     

不同类型辣椒辣度的测定及分析

采用高效液相色谱法测定38份辣椒果实中的辣椒素和二氢辣椒素的含量。研究辣椒素和二氢辣椒素的含量,换算出其史高维尔指数,并进行辣度分级。结果表明：参试的38份样品中,鲜果实的辣度级别从1级到8级,脱水果实的辣度级别从1级到10级。该试验中辣椒素类物质主要存在于胎座组织中,种子中含量次之,果皮中含量最少。辣椒老熟果含辣椒素换算出的史高维尔指数是青熟果的5-6倍。     

Pun1蛋白的辣椒素合酶活性及其作为辣椒素积累决定因素的证据

背景:辣椒素类物质,包括辣椒素及其类似物,是导致辣椒果实辛辣的原因。尽管辣椒素为人熟知并且每天都会用到,但是对于辣椒素合成途径中的相关基因并不是完全了解。已有研究表明,p AMT和Pun1编码的蛋白分别催化辣椒素合成途径中的第二步和最后一步反应,并且Pun1编码的蛋白具有辣椒素合酶活性。然而,并没有直接的证据证明Pun1具有辣椒素合酶活性。结果:为了证明Pun1蛋白在辣椒素合成中的作用,我们利用大肠杆菌合成了抗Pun1蛋白抗体,利用该抗体拮抗内源的Pun1活性。同时通过病毒介导的基因沉默技术靶定了Pun1的m RNA,以确认抗Pun1抗体的特异性。在Pun1下调表达的胎座组织中,利用该抗体进行western blot,检测到Pun1蛋白的积累减少,同时辣椒素在胎座中的积累量也降低。从胎座组织中分离得到原生质体,在体外进行辣椒素的从头合成,加入抗Pun1抗体之后,辣椒素的合成受到抑制。通过分析不同辣椒品种的p AMT和Pun1的表达,我们发现辣椒素的高水平积累总是伴随着p AMT和Pun1的高水平表达,也就是说这两个基因对辣椒素合成很重要。比较有辣味辣椒和无辣味辣椒的香草基胺(辣椒素合成的前体物质)和辣椒素的积累水平,结果表明:在辛辣味辣椒中香草基胺的含量很低,推测可能是香草基胺合成之后,Pun1把香草基胺快速转化为辣椒素;而在无辣味辣椒中由于缺乏Pun1,香草基胺的含量积累到很高的水平。结论:对辣椒素从头合成途径和抗Pun1抗体进行原生质体试验,证明了Pun1基因及其产物参与了辣椒素的合成。与辣椒素的积累相比较,分析香草基胺的积累过程,揭示了Pun1是辣椒素和香草基胺积累水平的决定因素。     

光照强度对辣椒果实中辣椒素含量的影响

本研究以田间试验和室内分析相结合的方法,采用两个不同辣度的辣椒品种:湘研4号(中等辣度)和景尖椒3号(高辣度),以三种不同的光照强度处理,就生长期中光照强度对辣椒果实中辣椒素含量的影响进行研究.发现一定条件下,光照强度减弱,会导致辣椒果实中辣椒素含量增多.果实中过氧化物酶活力与辣椒素含量呈一定负相关.     

辣椒果实中辣椒素含量的研究

评价辣椒品质,除果实色泽、外形以外,很重要的是其辣味程度。辣椒果实中的辣味成份,最早由Thres(1876年)从辣椒中分离出来,并命名为辣椒素(Capsai-cin)。其化学名称为:8—甲基—6癸烯香草基胺。辣椒果实的辣味程度则决定于辣椒素含量的多少。